IoT und die Mobilfunkbranche

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) beschreibt ein riesiges Ökosystem, in dem über das Internet miteinanderverbundene Geräte kommunizieren und Daten austauschen. Anwendungen erstrecken sich für  Haushaltsgeräte bis hin zu Industriemaschinen und ermöglichen die Gewinnung wertvoller Erkenntnisse und die Automatisierung von Prozessen. Der Mobilfunksektor, umfasst in erster Linie Mobilfunkgeräte, -netze und zugehörige Endkundendienste, die die Art und Weise, wie wir kommuniziert haben, kolossal veränderte.

Das Zusammenspiel von IoT und der Mobilfunkbranche

Wie IoT und mobile Geräte zusammenarbeiten

Ursprünglich arbeiteten Monitoring Systeme in isolierten Umgebungen und benötigten häufig spezielle Hubs oder Controller, um miteinander zu interagieren. Die Entwicklung der Mobilfunkindustrie hat diese Dynamik verändert. Smartphones mit ihren fortschrittlichen technologischen Möglichkeiten und mobile APPs haben sich zu universellen Fernbedienungen für die Steuerung und Überwachung von IoT-Geräten entwickelt.

Die Rolle von Mobilgeräten als Schnittstellen für Menschen

Mobile Geräte sind oftmals der zentrale Zugangspunkt für uns Menschen zum Internet der Dinge. Sie ermöglichen die Steuerung von z.B. intelligenten Thermostaten bis hin zu Fabrikrobotern über spezielle Anwendungen und dashboards.

APPs dienen häufig als Bindeglied zwischen den erfassten Daten und das  Auslösen von Befehlen oder  sogar die lokale Verarbeitung von Informationen. Diese wechselseitige Interaktion ist entscheidend, um IoT-Geräte intelligenter und reaktionsfähiger zu machen.

M2M-Kommunikation verstehen

Definition der M2M-Kommunikation

Machine-to-Machine (M2M) Kommunikation ist der automatisierte Austausch von Daten zwischen Geräten oder Systemen, in der Regel ohne menschliches Eingreifen.

Die Rolle von M2M im IoT

M2M ist ein sehr wichtiger Bestandteil des IoT-Ökosystems. Es ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen IoT-Sensoren und Backendsystemen und automatisiert eine Reihe von Funktionen, von der Datenerfassung bis zur Steuerung.

Einfluss von M2M auf mobile Technologien

Mobilfunktechnologien haben sich im Laufe der Zeit immer an die neuen Bedürfnisse der Nutzung angepasst. Von der Verwendung von SMS für Benachrichtigungen, bis hin zur Verwendung von Hochgeschwindigkeits-Datenprotokollen für große Datenübertragungen per 4G, hat nun die Nutzung des Internet der Dinge eine erneute Anpassung der Mobilfunktechnologie eingefordert. M2M besteht aus massenhaften und kleinsten Datenmengen, die eine stabile Kommunikationsplattform benötigen.

Die Rolle der mobilen Endgeräte im IoT-Ökosystem

Nutzung von Mobil-Apps im IoT

Ein Beispiel ist die Optimierung der Lieferkette. Hier ermöglichen IoT-fähige mobile Anwendungen die Echtzeitverfolgung von Lagerbeständen, Fracht und sogar Personal. Aber es geht nicht nur darum, „wo“ sich etwas befindet, sondern auch darum, „in welchem Zustand“ es sich befindet. Dank der in die App eingebetteten  Informationen können Supply-Chain-Manager Einblicke in die Lagerbedingungen, potenzielle Engpässe und sogar den vorausschauenden Wartungsbedarf von Logistikgeräten gewinnen.

In der Fertigungsindustrie werden solche mobilen Anwendungen mit IoT-Sensoren verbunden, um Echtzeitanalysen der Maschinenleistung, des Materialverbrauchs und der Effizienz der Arbeitsabläufe zu liefern. Diese Funktionalität hat einen positiven Einfluss auf den gesamten Arbeitsablauf. Sie ermöglicht es Fertigungsunternehmen, von einem reaktiven zu einem proaktiven Ansatz überzugehen, die Produktivität zu optimieren und Ungereimtheiten im Ablauf zu antizipieren, bevor sie zu Problemen werden.

Ein weiterer Bereich, in dem die Nutzung des Smartphone in Verbindung mit IoT für einen sehr positiven Effekt sorgt , ist das Energiemanagement. Unternehmen können den Energieverbrauch an allen Standorten über ein einziges mobiles Dashboard überwachen und steuern. Die Integration von IoT-Sensoren bildet die Basis der gesammelten Informationen. Diese Infomrationen werden in einer Analyseplattform dargestellt und ausgewertet und auf einem mobilen Endgerät ausgegeben. Eine Automatisierung der Energiesparmaßnahmen, wie das Reduzieren der Heizleistung oder Kühlung, oder das Herunterlassen von Jalousien, kann so mobil und jederzeit ausgelöst und angepasst werden und sogar mit aktuellen Wetterdaten angereichert werden.

Auswirkungen auf die Infrastruktur der Mobilfunknetze

Erhöhte Anforderungen an die Netzkapazität

Mit der zunehmenden Verbreitung von IoT-Geräten steigt die Nachfrage nach Mobilfunknetzabdeckung guter Durchdringung und geringen Latenzzeiten. Dies hat zu einem Aufrüsten der Mobilfunknetzinfrastruktur geführt.

Die beiden Seiten der M2M Medaille

Der IoT Markt kann in zwei grundlegende Kategorien eingeteilt werden. Zum einen der Massenmarkt. Der Massenmarkt besticht allein schon durch die Bezeichnung. Hierunter verbergen sich die massenhaften Anwendungen im LPWAN, die keine extrem niedrige Latenz benötigen und zu zig-tausenden ausgebracht werden. Als Beispiel sei hier metering angeführt. Dreht man die Medaille der M2M Kommunikation um, so findet man das Gegenteil. 5G ist der neue Mobilfunkstandard, der durch extrem kurze Latenz gekennzeichnet ist. Obendrein können Unternehmen sich ein eigenes 5G-Campusnetz errichten, was vor diesem Mobilfunkstandard nicht möglich war.

Einfluss auf die Entwicklung der Logistik

Echtzeiteinblicke in Stückgut und Prozess

Ein herausragendes Beispiel im B2B-Bereich sind Anwendungen zur Verfolgung und Verwaltung von Gütern, die speziell für Logistik- und Lieferkettenunternehmen entwickelt wurden. Diese IoT-basierten Anwendungen sammeln Daten von Sensoren, die an Transportbehältern, Lastkraftwagen oder sogar einzelnen wertvollen Gütern angebracht sind, und liefern Echtzeitaktualisierungen zu deren Standort, Temperatur und Zustand. Dadurch erhalten Unternehmen ein beispielloses Maß an Transparenz und Kontrolle über ihre Waren, können Routen optimieren, Verluste durch Diebstahl oder Verderb reduzieren und letztlich ihren Kunden einen zuverlässigeren Service bieten.

Sicherheit und Datenschutz bei IoT-Anwendungen

Der Einsatz von APPs für IoT Anwendungen auf mobilen Endgeräten bringt hohe Sicherheitsherausforderungen mit sich, von der Datenverschlüsselung über die sichere Gerätekopplung bis hin zur Benutzerauthentifizierung. Um diese möglichen Einfalltore abzusichern, setzen Unternehmen zunehmend auf Multi-Faktor-Authentifizierung, fortschrittliche Verschlüsselungsalgorithmen und Zero-Trust-Sicherheitsmodelle. Durch diese vielschichtige Absicherung können IoT Sensoren, als auch die mit der Analysedatenbank verbundenen Anzeigegeräte authentifiziert und die Kommunikation abgesichert werden.

Regulierungsbehörden wie die EASA in der Europäischen Union und die FCC in den USA arbeiten aktiv an der Entwicklung von Richtlinien mit Schwerpunkt Sicherheit und Datenschutz für IoT- und mobile Interaktionen.

Chancen in der Mobilfunkindustrie durch IoT

Geschäftsmodelle entdecken

Die Landschaft der Geschäftsmodelle veränderte sich im Laufe der Zeit kontinuierlich. Das IoT hat diesen Prozess nochmal verstärkt und bringt ganz neue Geschäftsmodelle auf den Markt. Equipment as a Service (EaaS) ist ein Modell, welches es Unternehmen ermöglicht ein Kapitalintensives  Einmalgeschäft in ein günstigeres Abonnementgeschäft zu wandelen, in dem es Industriemaschinen nicht mehr kauft, sondern nur die Leistung der Maschine bezieht. Dabei kommen viele Sensoren zum Einsatz, um die Maschine bestmöglich zu monitoren und den maximalen Betrieb aufrechtzuerhalten.Leistung, Verschleiß und Nutzung werden somit dokumentiert und analysiert. Um fundierte Entscheidungen treffen zu können, fließen die Daten in eine Anwendung, die sowohl vom Dienstleister als auch vom Kunden genutzt wird..

Die durch das IoT mögliche Abkehr vom Capex-Modell, hin zu einem Opex-Modell, führt zu neuen Geschäftsmodellen, die auf detaillierten Daten basieren. Es wird nicht nur eine Maschine verkauft, sondern es wird ein datengestützter Service angeboten, die obendrein über APIs externe Funktionen einfach anbinden und bei sich im z.B. Fertigungsprozess integrieren. Dies öffnet die Tür für branchenübergreifende Kooperationen, die viele vor einigen Jahren nicht in Betracht gezogen hätten.

Fallstudien: Erfolgreiche IoT Anwendungen

IoT-Anwendungen mit APP-Integration auf dem Smartphone

Wenn es um das Internet der Dinge und die Integration eine APP auf Ihrem mobilen Endgeräte geht, geht es nicht nur darum, Ihr Telefon in eine Fernbedienung für den Fernseher oder eine Wetterstation zu verwandeln. Nein, durch die Verfügbarmachung sämtlicher wichtiger Informationen an jedem Ort der Welt, wird Ihr mobiles Endgerät Ihr verlängerter Arm in Ihr Unternehmen und Stütze für schnelle Entscheidungen.

Fuhrpark-Management

Betrachten wir zunächst die Flottenmanagementsysteme. Früher waren diese Systeme schwerfällig und an maßgeschneiderte Software auf speziellen Servern gebunden. Heute kann ein Fuhrparkmanager Hunderte von Fahrzeugen von einem mobilen Gerät aus verwalten. Was ist der Schlüssel dazu? IoT-Sensoren, die an jedem Fahrzeug der Flotte angebracht sind, liefern Echtzeit-Updates zu Kraftstoffverbrauch, Wartungsbedarf und Fahrerleistung. Gleichzeitig eine Applikation, die diese Daten adhoc analysiert und aufbereitet auf einem mobilen Endgerät zur Verfügung stellt. Diese Effizienzsteigerung führt zu weniger Ausfällen und sinkenden Kosten. Wenn Sie in der Logistik oder im Fahrzeugleasing tätig sind, ist dies nicht nur „nice to have“, sondern ein entscheidender Vorteil.

Smart Factory

Smart Factory auf Basis NB-IoT und 4G ist in der Fertigungsindustrie schon seit einiger Zeit in aller Munde, auch oftmals kommt hier der neue Mobilfunkstandard 5G zu tragen, besonders für Anwendungen mit sehr niedriger Latenz. In der Fabrik verteilte IoT-Sensoren können alles überwachen, von der Maschinenlaufzeit bis hin zu Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Temperatur, als auch Vibration der Maschine und die kleinsten Abweichungen vom Standardprozess und der Durchlaufzeit. Diese Daten werden aufbereitet und auf die mobilen Geräte der Ingenieure übertragen, so dass eine lückenlose Überwachung möglich ist und Entscheidungen in Echtzeit getroffen werden können. Beginnt beispielsweise eine Maschine zu überhitzen, kann das Betriebsteam sofort alarmiert werden, um Stillstand oder Schäden zu vermeiden. Für Erstausrüster (OEM’s) und Anbieter von Industrielösungen bedeutet dies ein zusätzliches Geschäftsfeld.

Vertical Farming

Vertical Farming beschreibt das Aufziehen von Pflanzen in Wasser und durch künstliches Licht. Nicht in der Erde und durch Sonnnenlicht. Hierbei kommt Software zum Einsatz, die auf die Informationen von unterschiedlichsten Sensoren angewiesen ist. Bodengüte, -feuchtigkeit, – nährstoffgehalt und sonstige Umgebungsparameter werden gesammelt, in einer Applikation analysiert und aufbereitet und Personal auf den Mobilen Endgeräten zur Verfügung gestellt. Für Unternehmen der Agrartechnik bedeutet dies, dass sie einen stärker integrierten Echtzeit-Service anbieten können um bestmöglich auf die zukünftige Anforderungen vom Markt vorbereitet zu sein.

Jeder dieser Bereiche stellt ein Geschäftsfeld dar, das durch das Zusammenspiel von IoT, Sensoren, Analyseplattform und mobilen Geräten, weitreichende Veränderungen erfährt. Es handelt sich nicht nur um eine zusätzliche Funktion zu dem, was Ihr Unternehmen bereits anbietet, sondern um eine Erweiterung des Produktportfolios und strategischen Ausrichtung Ihres gesamten Unternehmens. Unabhängig davon, ob Sie ein Anwendungsentwickler oder ein Hersteller von IoT-Sensorik sind, gibt es hier ein Potential, welches Ihre Marktposition grundlegend positiv beeinflussen könnte.

Erkenntnisse für die Mobilfunkbranche

Der stetig wachsende Anteil von Datenpaketen von IoT-Sensoren am gesamten Datenvolumen, wird stetig zunehmen und den Gesamtwert der Datenpakete massiv erhöhen. Es werden weitaus mehr Sensoren über das Internet vernetzt werden, als wir Menschen haben, die das Internet nutzen. Dieser Trend zwingt die Mobilfunkbranche massiv in ihre Netze zu investieren, die Sicherheit immer auf die neusten Bedrohungen hin zu analysieren und abzustimmen und zuletzt, Kunden Möglichkeiten zu bieten maximalen Mehrwert aus der Verbindung zwischen dem Sensor und der Applikation herauszuholen.

Zukunftsperspektiven der Integration von IoT und Mobilfunkindustrie

Potenzielle Herausforderungen durch Nutzung von APPs für IoT Anwendungen

Mit der stetig steigenden Nutzung des Internet der Dinge und der Anzeige der analysierten Daten auf einem mobilen Endgeräte werden die Anforderungen in Bezug auf Datensicherheit und Datenmanagement zwangsläufig zunehmen. Das Risiko von Datenschutzverletzungen wird steigen und anspruchsvollere Verschlüsselungs- und Datenschutzmaßnahmen erfordern.

Vorhersage der Auswirkungen von 5G und künftigen Mobilfunktechnologien auf diese Integration und das Wachstum des IoT

Die 5G-Technologie, die eine äußerst zuverlässige Hochgeschwindigkeitskommunikation mit geringer Latenz verspricht, wird das Internet der Dinge weiter vorantreiben.. Sie wird die Echtzeitdatenanalyse und die Entscheidungsfindung stark beeinfluss.

Zusammengefasst, ist das IoT nicht nur eine Erweiterung, sondern eine Kernkomponente zukünftiger Geschäftsmodelle und -prozesse, da es die traditionellen Geschäftsmodelle tiefgreifend beeinflusst. Es ist entscheidend, mit dem Verständnis von den Bedürfnissen der Verbraucher, in entsprechende IoT-Plattformen zu investieren und somit den Pfad für ein sicheres Wachstum zu ebnen. Mit der zunehmenden Verbreitung und Bedeutung des Internet der Dinge, wird auch die Nutzung der Mobilfunkgeräte, hin zu Steuerungs- und Datendrehscheiben an Fahrt aufnehmen und hierdurch die Anforderungen an die Mobilfunknetze weiter vorantreiben. Die Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Interoperabilität werden weiter zunehmen, die Einführung der 5G-Technologie ihrerseits einen weiteren großen Schritt in Richtung einer vollvernetzten Welt.